[发明专利]动力机构

说明书

本发明公开了一种动力机构，包括氨供给装置、压缩机、燃烧室和动力件，该氨供给装置能连接燃烧室以将氨供给燃烧室，该压缩机连接燃烧室以压缩包含空气的气体并供给燃烧室，该燃烧室连接动力件以通过燃烧室燃烧产生的排气推动动力件活动，其特征在于：还包括辅助燃料供给装置，该辅助燃料供给装置能连接燃烧室以将包含有辅助燃料的气体供给燃烧室，该辅助燃料燃点小于氨燃点，该包含压缩空气和辅助燃料的气体与氨混合燃烧并产生排气。它具有如下优点：能降低氨燃料压缩燃烧对压缩比和进气温度的要求。

技术领域

本发明涉及动力机构，尤其涉及一种主要以氨为燃料的动力机构。

背景技术

动力机构，如燃气轮机，它是一种以连续流动的气体作为工质、把热能转换为机械功的旋转式动力机械。在空气和燃气的主要流程中，有空气压缩机、燃烧室和涡轮这三大部件组成的燃气轮机循环，通称为简单循环。大多数燃气轮机均采用简单循环方案。因为它的结构最简单，而且最能体现出燃气轮机所特有的体积小、重量轻、启动快、无需冷却水等一系列优点。

针对上述不足，有人提出了采用氨作为燃料的燃气轮机，如CN102272427B、CN102272428B，如图1所示，它包括液氨供给装置4、压缩机2、燃烧室1和涡轮3，液氨供给装置4连接燃烧室1以将液氨供给燃烧室1，该压缩机2连接燃烧室1以压缩空气并供给燃烧室1，该压缩空气和液氨燃烧并产生排气，该燃烧室1连接涡轮3以通过排气推动压缩机2和涡轮3运转。液氨的自燃温度与最小点火能量高，氨作为燃气轮机或发动机的燃料存在点火性较差的问题，具体参数情况如下表1所示。液氨的火焰传播速度小，这使得其在发动机内燃烧时所需时间较长，不利于发动机性能的实现，具体参数情况如下表2所示。

表1所示为压缩比为18，燃烧室1内的燃烧室进气温度变化，燃烧室1内氨发生压缩燃烧的情况。在燃烧室进气温度为400℃-550℃时，燃烧室1内的温度和压力变化不大，表明氨燃料没有被压缩燃烧；氨的自燃温度较高，因此在燃烧室进气温度为600℃时氨燃料才会发生压缩燃烧。燃烧室进气温度在600℃以上时氨燃料发生压缩燃烧，随着燃烧室进气温度的升高，氨燃料被压缩燃烧所需的时间缩短，燃烧起动才会加快。一方面，但燃烧室所需进气温度较高时(如大于500℃)，压缩机2通常难以将空气和氨的混合气体压缩至该进气温度。另一方面，燃烧室进气温度若大于800℃，则压缩机需要消耗的功率较高，导致输出的机械功大幅降低。本发明所指的燃烧室进气温度为：使含氨混合燃料在燃烧室内压缩燃烧所需的温度。

表1燃烧室内最高温度随燃烧室进气温度变化